KR19980024413A - Polyvinyl alcohol composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보관시 연장된 보관 안정성을 보유하는 수용액 형태의 자체 가교결합하는 폴리비닐 알콜 조성물, 이의 제조방법 및, 실온에서 가교결합하는 필름 예를 들어 끓는 물에 대해 내성이 있는 시트 및 접착제(adhesive bond)를 제조하기 위한 이의 용도에 관한 것이다.The present invention provides a self-crosslinking polyvinyl alcohol composition in the form of an aqueous solution that has extended storage stability upon storage, a method for preparing the same, and a sheet and adhesive that is resistant to a film, such as boiling water, that crosslinks at room temperature. to the use thereof for producing a bond).
폴리비닐 알콜을 기본으로 하는 접착제는 당해 분야에 공지되어 있다. 이들 접착제는 이의 접착력으로 인해 목재, 종이 또는 카드와 같은 셀룰로즈계 기판 접착용 원료로서 특히 수용액 형태로 사용될 수 있다. 이의 적용분야의 예는 특수한 종이 적층물 및 나선형 또는 평행한 슬리브의 제조이다. 광범위한 다른 적용과 함께 폴리비닐이 또한 포장재로서 사용되며, 이러한 포장재는 자체 또는 다른 것에 복합 필름 중의 적층물 성분으로서 사용된다.Adhesives based on polyvinyl alcohol are known in the art. These adhesives can be used in particular in the form of aqueous solutions as raw materials for the attachment of cellulose-based substrates such as wood, paper or cards due to their adhesion. Examples of its application are the production of special paper laminates and helical or parallel sleeves. Polyvinyl is also used as a packaging material with a wide variety of other applications, and this packaging material is used on its own or elsewhere as the laminate component in the composite film.
상기 적용들의 공지된 단점은, 폴리비닐 알콜이 사용되는 경우 접착제 접착물의 불량한 방수성의 원인이 되거나 필름에서 높은 가스 습도 조건하에서 부적절한 산소 장벽 효과를 발생시키는 폴리비닐 알콜의 친수성에 있다. 냉수에서 불용성인 충분히 가수분해된 폴리비닐 알콜을 사용함으로써 예를 들어 종이 접착제로서의 사용이 냉수의 작용에 대한 특정한 내성을 발생시키지만 비등수에 대한 접착제의 내성이 성취되지 않거나 냉수 속에서 가용성인 부분적으로 가수분해된 폴리비닐 알콜의 제조가 용이한 수용액으로부터 형성된 방수성 접착제 필름 또는 캐스트 필름(cast film)이 되지 못한다.A known disadvantage of these applications is the hydrophilicity of polyvinyl alcohol, which, when used, causes poor water resistance of the adhesive bond or results in an inappropriate oxygen barrier effect under high gas humidity conditions in the film. By using sufficiently hydrolyzed polyvinyl alcohol that is insoluble in cold water, for example, its use as a paper adhesive results in certain resistance to the action of cold water, but the resistance of the adhesive to boiling water is not achieved or partially soluble in cold water. It does not become a waterproof adhesive film or cast film formed from an aqueous solution that is easy to prepare hydrolyzed polyvinyl alcohol.
원리상으로는 가능한 다수의 시약으로 예를 들어 2작용성 알데하이드를 사용하여 폴리비닐 알콜의 수 민감성을 감소시키는 것이 공지되어 있다[참조: C. A. Finch in Polyvinyl Alcohol, C. A. Finch (Ed); John Wiley and Sons, New York (1992), Chap. 9].In principle, it is known to reduce the water sensitivity of polyvinyl alcohol using as many reagents as possible, for example bifunctional aldehydes. See C. A. Finch in Polyvinyl Alcohol, C. A. Finch (Ed); John Wiley and Sons, New York (1992), Chap. 9].
수성 형태로 용해된 폴리비닐 알콜, 가교결합 가능한 디알데하이드 및, 상기 용액 중에 분산된 금속 오르토포스페이트, 바람직하게는 알루미늄 또는 철의 오르토포스페이트를 포함하는 수성 조성물로부터 미국 특허원 제4,376,183호에 따라 비등수에 대해 내성이고 가요성 포장재로서 적당한 폴리비닐 알콜 필름을 제조할 수 있다. 고온수에 대한 내성은 후속 열처리를 통해 성취한다.Boiling water according to U.S. Patent No. 4,376,183 from an aqueous composition comprising polyvinyl alcohol, crosslinkable dialdehyde dissolved in an aqueous form, and a metal orthophosphate, preferably an orthophosphate of aluminum or iron, dispersed in the solution. Polyvinyl alcohol films can be produced that are resistant to and suitable as flexible packaging materials. Resistance to hot water is achieved through subsequent heat treatment.
일본 특허원 제77-117991호[Chemical Abstracts 88:74939]는 염을 포함하는 산성 촉매의 존재하에서 탄소수가 3 이상인 2작용성 알데하이드와 가교결합시킴으로써 수용액으로부터 비등수에 대해 내성인 폴리비닐 알콜 성형 화합물의 제조를 기술하고 있다.Japanese Patent Application No. 77-117991 [Chemical Abstracts 88: 74939] discloses a polyvinyl alcohol molding compound that is resistant to boiling water from an aqueous solution by crosslinking with a bifunctional aldehyde having at least 3 carbon atoms in the presence of an acidic catalyst containing salts. It describes the preparation of
습식 방사 폴리비닐 알콜 섬유의 비등수에 대한 내성은, 황산으로 산성화된 매질 속에서 섬유를 디알데하이드(예: 글루타르알데하이드), 또는 디알데하이드의 아세탈(예: 테트라메톡시프로판)로 처리함으로써 일본 특허원 제93-163609호[Chemical Abstract 119:141112]에 따라 개선시킬 수 있다. 수성 폴리비닐 알콜 용액은 방사하기 전에 부가되는 붕산을 포함한다.Resistance to boiling water of wet spinning polyvinyl alcohol fibers can be achieved by treating the fibers with dialdehydes (e.g. glutaraldehyde) or dialdehydes acetals (e.g. tetramethoxypropane) in a medium acidified with sulfuric acid. It can be improved according to Patent Application No. 93-163609 (Chemical Abstract 119: 141112). The aqueous polyvinyl alcohol solution includes boric acid added before spinning.
접착제 및 사이즈(size)용으로 적합한 방수성 폴리비닐 알콜 조성물이 일본 특허원 제94-157860호[Chemical Abstracts 121;257180]에 기술되어 있다. 당해 조성물은 폴리비닐 알콜 이외에 키토산, 알데하이드(예: 글리옥살), 환원제 및 유리 라디칼 스캐빈저(예: 하이드로퀴논 모노메틸 에테르)를 포함한다. 환원제 그룹은 황 화합물, 특히 알칼리 나트륨 하이드로겐 설파이트를 포함한다.Waterproof polyvinyl alcohol compositions suitable for adhesives and sizes are described in Japanese Patent Application No. 94-157860 (Chemical Abstracts 121; 257180). The composition comprises, in addition to polyvinyl alcohol, chitosan, aldehydes such as glyoxal, reducing agents and free radical scavengers such as hydroquinone monomethyl ether. Reducing agent groups include sulfur compounds, in particular alkali sodium hydrogen sulfite.
인용된 선행 기술이 원칙적으로는 비등수에 대해 내성인 폴리비닐 알콜 필름에 대한 접근을 제공함에도 불구하고, 탄소수가 3 이상인 2작용성 알데하이드에 의해 산성 매질 속에서 가교결합하는 경우 상기 조성물들은 신속하게 겔화되는 경향이 있고 따라서 보관시 제한된 안정성만을 보유하게 된다. 이는 특히 접착제로서 사용하기에 유해한 특성이다.Although the cited prior art in principle provides access to polyvinyl alcohol films that are resistant to boiling water, the compositions are rapidly to be crosslinked in acidic media by bifunctional aldehydes having at least 3 carbon atoms. It tends to gel and therefore only has limited stability upon storage. This is a particularly detrimental property for use as an adhesive.
따라서, 본 발명의 목적은 4주 이상동안 보관시 연장된 안정성을 나타내는 수용액 형태의 폴리비닐 알콜 조성물을 제공하고자 하는 것이며, 당해 조성물로부터 바람직하게는 실온에서 건조시키는 경우 비등수에 대한 높은 수준의 내성을 보유하는 필름을 제조할 수 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a polyvinyl alcohol composition in the form of an aqueous solution which exhibits extended stability upon storage for at least 4 weeks, from which a high level of resistance to boiling water, preferably when dried at room temperature. Films containing can be prepared.
상기 목적은, 폴리비닐 알콜 조성물 이외에 탄소수가 3 이상이고 수용성 하이드로겐 설파이트 부가물 형태로 완전히 마스킹(masking)되는 2작용성 이상의 알데하이드를 포함하는 수용액 형태의 폴리비닐 알콜 조성물에 의해 성취되며, 이로부터 산성 화합물에 의해 가교결합 가능한 알데하이드 그룹이 제어 방식으로 방출될 수 있다.This object is achieved by a polyvinyl alcohol composition in the form of an aqueous solution which, in addition to the polyvinyl alcohol composition, comprises at least two functional aldehydes having at least 3 carbon atoms and completely masked in the form of a water soluble hydrogen sulfite adduct. From the crosslinkable aldehyde groups can be released in a controlled manner.
본 발명은 폴리비닐 알콜, 탄소수가 3 이상이고 수용성 하이드로겐 설파이트 부가물로서 완전하게 마스킹되는 폴리알데하이드 하나 이상 및 물속에서 산성인 화합물 하나 이상을 포함하는 수용액 형태의 폴리비닐 알콜 조성물을 제공한다.The present invention provides a polyvinyl alcohol composition in the form of an aqueous solution comprising at least one polyvinyl alcohol, at least 3 polyaldehydes having at least 3 carbon atoms and completely masked as a water soluble hydrogen sulfite adduct and at least one compound acidic in water.
일반적으로 폴리비닐 알콜은 폴리비닐 아세테이트의 가수분해에 의해 제조된다. 적당한 폴리비닐 알콜은 70 내지 100mol%의 가수분해도 및, 4% 농도의 수용액으로서 2 내지 70mPaㆍs의 점도를 갖는다. 물 속에서의 용해도를 이유로 특히 80 내지 98mol%의 가수분해도를 갖는 폴리비닐 알콜이 사용된다. 특히 냉수 속에서 가용성이고, 가수분해도가 약 88mol%이고 4% 농도의 수용액으로서의 점도가 18 내지 40mPaㆍs인 부분적으로 가수분해된 폴리비닐 알콜에 의해 적합성이 부여된다.In general, polyvinyl alcohol is prepared by hydrolysis of polyvinyl acetate. Suitable polyvinyl alcohols have a degree of hydrolysis of 70 to 100 mol% and a viscosity of 2 to 70 mPa · s as an aqueous solution at 4% concentration. Polyvinyl alcohols having a degree of hydrolysis of 80 to 98 mol% are used, in particular for their solubility in water. Suitability is imparted, in particular, by partially hydrolyzed polyvinyl alcohol which is soluble in cold water, having a degree of hydrolysis of about 88 mol% and a viscosity of 18 to 40 mPa · s as an aqueous solution at a concentration of 4%.
수용액의 농도는 0.1중량% 이상이고 이의 상한은 폴리비닐 알콜의 분자량에 의해 결정된다. 점도의 정도에 따라 2 내지 30중량%의 농도에서 조작하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 1 내지 25중량%의 농도, 특히 바람직하게는 5 내지 15중량%의 농도에서 조작한다. 하기 기술되는 첨가제를 가한 후 처리 조성물의 점도 범위는 10,000mPaㆍs 미만, 바람직하게는 1,000mPaㆍs 미만, 특히 500mPaㆍs 미만이다. 이러한 점도 범위는, 4 내지 30mPaㆍs의 20℃에서 4% 농도의 수용액의 점도를 갖도록 하는 분자량의 폴리비닐 알콜이 사용되는 경우 상기한 농도 범위내에서 성취된다.The concentration of the aqueous solution is at least 0.1% by weight and its upper limit is determined by the molecular weight of the polyvinyl alcohol. It is preferable to operate at a concentration of 2 to 30% by weight depending on the degree of viscosity. It is preferably operated at a concentration of 1 to 25% by weight, particularly preferably at a concentration of 5 to 15% by weight. The viscosity range of the treatment composition after addition of the additives described below is preferably less than 10,000 mPa · s, preferably less than 1,000 mPa · s, in particular less than 500 mPa · s. This viscosity range is achieved within the above-mentioned concentration ranges when polyvinyl alcohol of molecular weight is used which has a viscosity of an aqueous solution of 4% concentration at 20 ° C. of 4 to 30 mPa · s.
탄소수가 3 이상이고 하이드로겐 설파이트 부가물로서 완전히 마스킹되며, 가교결합 가능한 알데하이드 그룹이 산성 매질 속에서 제어 방식으로 방출될 수 있는 적당한 2작용성 이상의 알데하이드의 예는 말론알데하이드, 석신알데하이드, 2-하이드록시석신알데하이드, 글루타르알데하이드, 3-메틸글루타르알데하이드, 3-하이드록시글루타르알데하이드, 아디프알데하이드, 2-하이드록시아디프알데하이드, 헵탄디알, 옥탄디알, 노난디알, 데칸디알 및 시스- 및 트란스-2-부텐디알 또는 폴리아크롤레인의 유도체 및 디알데하이드 전분이다. 상기 알데하이드의 적당한 유도체는 알칼리 금속 하이드로겐 설파이트와의 부가물이다. 특히 바람직한 성분은 글루타르알데하이드 및 석신알데하이드, 특히 글루타르알데하이드 비스(나트륨 하이드로겐 설파이트) 및 석신알데하이드 비스(나트륨 하이드로겐 설파이트)과 나트륨- 또는 칼륨 하이드로겐 설파이트의 부가물이다. 물론 다른 부가물의 혼합물을 사용할 수도 있다.Examples of suitable bifunctional or higher aldehydes having at least 3 carbons and completely masked as a hydrogen sulfite adduct and in which crosslinkable aldehyde groups can be released in a controlled manner in an acidic medium are malonaldehyde, succinate, 2- Hydroxysuccinaldehyde, glutaraldehyde, 3-methylglutaraldehyde, 3-hydroxyglutaraldehyde, adialdehyde, 2-hydroxyadiphaldehyde, heptanedial, octanedial, nonanedial, decandial and cis- And derivatives of trans-2-butenedial or polyacrolein and dialdehyde starch. Suitable derivatives of the aldehydes are adducts with alkali metal hydrogen sulfite. Particularly preferred components are glutaraldehyde and succinate aldehydes, in particular glutaraldehyde bis (sodium hydrogen sulfite) and succinate bis (sodium hydrogen sulfite) and adducts of sodium- or potassium hydrogen sulfite. It is of course also possible to use mixtures of other adducts.
상기 성분은 (비설파이트 부가물 대 비닐 알콜의) 몰 비가 (0.0001 내지 0.5):1, 바람직하게는 (0.005 내지 0.05):1이 되는 양으로 사용된다.The component is used in an amount such that the molar ratio of (nonsulfite adduct to vinyl alcohol) is (0.0001 to 0.5): 1, preferably (0.005 to 0.05): 1.
신규한 폴리비닐 알콜 조성물 중의 산성 화합물은 브뢴스테드산 또는 루이스산이다. 적당한 브뢴스테드산은 바람직하게는 붕산, 메타-인산, 오르토-인산 또는 오르토-인산의 산성염이다. 또한 2.5 미만의 적당한 pKa값을 갖는 브뢴스테드산의 예는 수성 무기산 예를 들어 황산 또는 염산, 또는 벤젠설폰산 및 p-톨루엔설폰산이다. 이들은 단독으로 또는 특정한 pH를 나타내는 상기한 산들과 함께 사용할 수 있다. 루이스산은 수용액 속에서 가수분해 평형을 이루는 다가 양이온의 수용성 염, 특히 Cr(III), Al(III), Zr(IV) 또는 Fe(III)의 염[예: 질산크롬(III), 염화암모늄, 질산암모늄, 옥시염화지르콘 또는 염화철(III)]이다. 물론 상기 화합물의 혼합물을 사용할 수 있다.The acidic compound in the novel polyvinyl alcohol composition is Bronsted acid or Lewis acid. Suitable Bronsted acids are preferably acid salts of boric acid, meta-phosphoric acid, ortho-phosphoric acid or ortho-phosphoric acid. Also examples of Bronsted acids having a suitable pKa value of less than 2.5 are aqueous inorganic acids such as sulfuric acid or hydrochloric acid, or benzenesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid. These may be used alone or in combination with the aforementioned acids which exhibit a particular pH. Lewis acids are water-soluble salts of polyvalent cations that are in hydrolysis equilibrium in aqueous solutions, in particular salts of Cr (III), Al (III), Zr (IV) or Fe (III) [e.g. chromium (III), ammonium chloride, Ammonium nitrate, zircon oxychloride or iron (III) chloride]. Of course, mixtures of these compounds can be used.
산성 화합물의 양은 폴리비닐 알콜 조성물 중에서 6 미만, 특히 4.5 미만, 특히 바람직하게는 1 내지 3.5의 pH를 제공하는 양이다. 산성 화합물은, 폴리비닐 알콜의 중량을 기준으로 하여,바람직하게는 0.001중량% 이상, 특히 0.1 내지 50중량%의 양을 사용한다. 이외에 복합 화합물 중의 폴리비닐 알콜에 관여할 수 있는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 염화알루미늄 또는 질산알루미늄을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 복합 화합물 중의 폴리비닐 알콜에 추가로 관여하는 산성 화합물의 양은, 폴리비닐 알콜의 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 5중량% 이상, 특히 10 내지 50중량%이다.The amount of acidic compound is an amount that provides a pH of less than 6, in particular less than 4.5, particularly preferably 1 to 3.5, in the polyvinyl alcohol composition. The acidic compound is preferably used in an amount of at least 0.001% by weight, in particular 0.1 to 50% by weight, based on the weight of the polyvinyl alcohol. In addition, it is preferable to use a compound capable of participating in the polyvinyl alcohol in the composite compound. Particular preference is given to using aluminum chloride or aluminum nitrate. The amount of the acidic compound further involved in the polyvinyl alcohol in the composite compound is preferably 5% by weight or more, in particular 10 to 50% by weight, based on the weight of the polyvinyl alcohol.
본 발명은 또한,The present invention also provides
목적하는 농도 범위의 폴리비닐 알콜 수용액을 제조하는 단계,Preparing an aqueous polyvinyl alcohol solution in a desired concentration range,
수용액을 수용성 하이드로겐 설파이트 부가물로서 완전히 마스킹되는 폴리알데하이드 및 산성 화합물과 혼합하는 단계에 의해, 바람직하게는 당해 성분들의 수용액을 가함으로써 수용액 형태의 신규한 폴리비닐 알콜 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. 부가 순서는 제한적이지 않다. 용액은, 시간의 함수로서 조절되는 하이드로겐 설파이트 부가물의 가수분해 및 아세탈과의 결합에 의한 폴리비닐 알콜의 가교결합을 동시에 수행하며 산성 화합물의 선택을 통해 성취 가능한 충분히 낮은 pH를 보유한다. pH는 6 미만, 바람직하게는 4.5 미만, 특히 3.5 미만이다.Provided is a process for preparing a novel polyvinyl alcohol composition in the form of an aqueous solution by mixing an aqueous solution with a polyaldehyde and an acidic compound that is completely masked as a water soluble hydrogen sulfite adduct, preferably by adding an aqueous solution of the components. do. The order of addition is not limited. The solution simultaneously performs crosslinking of the polyvinyl alcohol by hydrolysis of the hydrogen sulfite adduct adjusted as a function of time and binding to acetal and has a sufficiently low pH achievable through the selection of acidic compounds. The pH is less than 6, preferably less than 4.5, in particular less than 3.5.
또한 유리 알데하이드, 및 알데하이드 존재량에 대해 양론량 이상의 알칼리 하이드로겐 설파이트, 디설파이트 또는 피로설파이트를 가함으로써, 존재하는 폴리비닐 알콜 용액에서 하이드로겐 설파이트 부가물 자체로서 완전히 마스킹되는 2작용성 이상의 알데하이드를 제조할 수 있다. 당해 단계는 산성 화합물을 가하기 전에 수행한다. 추가로 다른 제거 가능한 알데하이드 유도체로부터 초기에 바람직하게는 pH6 미만의 산성 매질 중의 유리 알데하이드를 생성하고 당해 알데하이드 자체를 양론량 이상의 알칼리 금속 하이드로겐 설파이트, 디설파이드 도는 피로설파이트를 가하여 이의 하이드로겐 설파이트 부가물로 전환시킬 수 있다. 적당한 아세탈의 예는 환식 아세탈 2,5-디메톡시테트라하이드로푸란, 2,5-디에톡시하이드로푸란, 2,6-디메톡시테트라하이드로-2H-피란 및 2,6-디에톡시테트라하이드로-2H-피란이다. 특히 적당한 상기 그룹으로부터의 화합물은 말론알데하이드, 석신알데하이드 및 글루타르알데하이드의 비스디메틸- 및 비스디에틸 아세탈이다.It is also possible to add at least a stoichiometric amount of alkali hydrogen sulfite, disulfite or pyrosulfite relative to the amount of free aldehyde and the amount of aldehyde present, thereby completely masking the hydrogen sulfite adduct itself in the polyvinyl alcohol solution present. The above aldehyde can be manufactured. This step is performed before adding the acidic compound. Further, other free aldehyde derivatives are initially formed to produce free aldehydes in an acidic medium, preferably below pH 6, and the aldehydes themselves are added to stoichiometric amounts of alkali metal hydrogen sulfides, disulfides or pyrosulfites to form hydrogen sulfites thereof. Can be converted to adducts. Examples of suitable acetals are cyclic acetal 2,5-dimethoxytetrahydrofuran, 2,5-diethoxyhydrofuran, 2,6-dimethoxytetrahydro-2H-pyran and 2,6-diethoxytetrahydro-2H- Piran. Particularly suitable compounds from this group are bisdimethyl- and bisdiethyl acetals of malonaldehyde, succinate aldehyde and glutaraldehyde.
원칙적으로는, 산성 수용액 속에서 설파이트 이온의 평형 농도를 제공하는 상기 염을 가한 후 먼저 유리 알데하이드와 이의 하이드로겐 설파이트 부가물 사이에 pH 의존 평형이 이루어지므로 후자의 두 변형태의 경우 하이드로겐 설파이트 부가물의 형성이 정량적인지의 여부는 중요하지 않다.In principle, the hydrogen sulphate in the latter two variants, since the pH-dependent equilibrium between the free aldehyde and its hydrogen sulfite adduct is first added after the salt providing the equilibrium concentration of sulfite ions in an acidic aqueous solution. It is not important whether the formation of the pit adduct is quantitative.
실온에서 가교결합하며, 고온수에 대해 내성인 필름 및 접착제 제조용으로 의도된 신규한 폴리비닐 알콜을, 필름 제조에 있어서 보관시 연장된 안정성을 보유하는 수용액 형태로 제조하는 방법의 추가의 양태는, 가교결합 성분으로서 예비적으로 탄소수가 3 이상이고 하이드로겐 설파이트 부가물로서 완전히 마스킹되는 상기의 알데하이드를 포함하고 상기의 산성 화합물을 가하여 후속적으로 수용액으로 전환되는 균일한 고상의 수용성 폴리비닐 알콜 예비 혼합물을 바람직하게는 보관 안정성 폴리비닐 알콜 과립 형태로 제조하는 단계를 포함한다.A further aspect of the process for producing novel polyvinyl alcohols which are crosslinked at room temperature and resistant to hot water and intended for the production of adhesives, are in the form of aqueous solutions which retain extended stability upon storage in film production. A uniform, solid, water-soluble polyvinyl alcohol preparative comprising the above aldehyde preliminarily masked as a crosslinking component having at least 3 carbon atoms and completely masked as a hydrogen sulfite adduct and subsequently being converted to an aqueous solution by addition of the acidic compound. Preparing the mixture preferably in the form of storage stable polyvinyl alcohol granules.
당해 폴리비닐 알콜 예비혼합물의 제조시의 출발물질은 폴리비닐 알콜의 최소한 부분적으로 수용성인 분말 또는 과립 형태이다. 적당한 폴리비닐 알콜 과립의 직경은 바람직하게는 0.1 내지 5mm이다. 이들 과립은 예를 들어 텀블 혼합기(tumble mixer), 별형 교반기 또는 강제식 혼합기와 같은 통상적인 혼합 장치를 사용하여 바람직하게는 수용액 형태로, 하이드로겐 설파이트 부가물로서 완전히 마스킹되는 탄소수가 3 이상인 알데하이드와 혼합된다. 사용되는 경우, 공급수의 양은 과알데하이드가 과립에 의해 실질적으로 흡수되어 팽윤시키는 양을 사용하며 그 결과 과립을 건조시키는 경우 실질적으로 균일한 생성물을 생성한다. 혼합 조작도중 열 공급이 불필요하다. 후속 건조도중에는 온도가 알데하이드 유도체의 열 분해 온도를 초과하여서는 아니된다.The starting material in the preparation of the polyvinyl alcohol premix is in the form of at least partially water soluble powder or granules of polyvinyl alcohol. Suitable diameters of the polyvinyl alcohol granules are preferably 0.1 to 5 mm. These granules are aldehydes having at least 3 carbons which are completely masked as a hydrogen sulfite adduct, preferably in the form of an aqueous solution, using conventional mixing equipment such as, for example, a tumble mixer, a star stirrer or a forced mixer. Mixed with When used, the amount of feed water uses an amount in which the overaldehyde is substantially absorbed by the granules and swells, resulting in a substantially uniform product when the granules are dried. No heat supply is required during mixing operation. During subsequent drying, the temperature should not exceed the thermal decomposition temperature of the aldehyde derivative.
폴리비닐 알콜 과립 형태의 폴리비닐 알콜 예비 혼합물로부터 하이드로겐 설파이트로서 마스킹되는 알데하이드 화합물을 예비적으로 포함하는 균일한 수용액을 자체 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 이어서 당해 용액을 상기의 산성 화합물과 혼합하여 신규한 수성 폴리비닐 알콜 조성물을 수득할 수 있다.From the polyvinyl alcohol premix in the form of polyvinyl alcohol granules, a homogeneous aqueous solution preliminarily comprising an aldehyde compound masked as hydrogen sulfite can be prepared by a method known per se. The solution can then be mixed with the above acidic compound to obtain a novel aqueous polyvinyl alcohol composition.
무수 폴리비닐 알콜 과립과 탄소수가 3 이상이고 2작용성 이상인 알데하이드 부가물의 미분 하이드로겐 설파이트 부가물의 단순 혼합물과는 대조적으로, 개질된 폴리비닐 알콜 과립 형태의 당해 예비 혼합물은 높은 대기 습도와 같은 불량한 보관 조건하에서도 수 개월동안 보관할 수 있으며, 그 결과 연장된 기간의 경과 후에도 균일한 수용액을 수득할 수 있다.In contrast to a simple mixture of anhydrous polyvinyl alcohol granules and finely divided hydrogen sulfite adducts of aldehyde adducts having at least 3 and more than 2 functionalities, the preliminary mixtures in the form of modified polyvinyl alcohol granules are poor, such as high atmospheric humidity. It can be stored for several months even under the storage conditions, so that a uniform aqueous solution can be obtained even after an extended period of time.
균일한 고상의 수용성 폴리비닐 알콜 예비 혼합물 및 이의 제조방법이 본 발명에 의해 제공된다.Uniform solid water-soluble polyvinyl alcohol premixes and methods for their preparation are provided by the present invention.
수용액 형태의 전술한 신균한 폴리비닐 알콜 조성물은 유리하게는 열 활성화없이도 비등수에 대해 내성이고 선행기술의 조성물과 비교하여 4주 이상 보관시 개선된 안정성을 나타내는 필름 및 접착제를 생성한다. 생성된 필름을 승온에서 추가로 처리하는 경우 비등수에 대한 내성을 더욱 개선시키고 건조시간을 단축시킬 수 있다.The aforementioned novel polyvinyl alcohol compositions in the form of aqueous solutions advantageously produce films and adhesives that are resistant to boiling water without thermal activation and exhibit improved stability upon storage for at least 4 weeks compared to the compositions of the prior art. Further treatment of the resulting film at elevated temperatures can further improve the resistance to boiling water and shorten the drying time.
하기의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이다. 모든 부 및 %는 별도의 언급이 없는 한 중량 단위이다.The following examples are intended to illustrate the present invention. All parts and percentages are by weight unless otherwise noted.
실시예Example
실시예 1 내지 3 및 비교 실시예 C1 및 C2Examples 1-3 and Comparative Examples C1 and C2
교반하면서 가수분해도가 88mol%이고 20℃에서 4% 농도의 수용액인 경우의 점도가 18mPaㆍs인 부분적으로 가수분해된 폴리비닐 알콜의 10% 농도의 수용액 100중량부를 대략 30% 농도의 균일한 염화암모늄 포화 수용액 3.5부와 혼합한다. 후속적으로 표 1에 수록된 첨가물을 교반하여 혼합물 속으로 혼입시킨다. 당해 용액을 사용하여 두께가 약 0.25mm인 캐스트 필름을 제조하고 이를 실온에서 48시간동안 건조시킨다. 비등수 중에서 불용성인 분율을 측정하기 위해 각각의 필름으로부터 약 2cm×2cm 크기의 4개의 조각을 취한다. 무수 물질의 함량 Ts(%)을 (120℃에서 6시간동안) 2회 측정하기 위해 절반을 사용한다. 나머지 절반을 (m1, m2) 값으로 칭량하고 비등수 속에서 2시간동안 처리한다. 이어서, 표 1에 제공되어 있는 비등수 속에서 불용성인 분율은 수학식 100×mik/(mi×Ts/100)으부터 계산된 값이며 이 값은 2회 측정치를 평균한 값이다.100 parts by weight of a 10% aqueous solution of partially hydrolyzed polyvinyl alcohol having a viscosity of 18 mPa · s with a hydrolysis degree of 88 mol% and a 4% aqueous solution at 20 ° C. with stirring, uniform chloride at a concentration of approximately 30% Mix with 3.5 parts of saturated aqueous ammonium solution. Subsequently, the additives listed in Table 1 are stirred and incorporated into the mixture. The solution is used to prepare a cast film having a thickness of about 0.25 mm and dry it for 48 hours at room temperature. Four pieces of about 2 cm × 2 cm in size are taken from each film to determine the fraction insoluble in boiling water. Half is used to determine the content Ts (%) of anhydrous twice (for 6 hours at 120 ° C.). The other half is weighed to (m 1 , m 2 ) and treated for 2 hours in boiling water. Subsequently, the fraction insoluble in the boiling water provided in Table 1 is calculated from Equation 100 × m ik / (m i × T s / 100), which is an average of two measurements.
설명: GABNa 20%: 20% 농도의 글루타르알데하이드 비스(나트륨 하이드로겐 설파이트) 수용액Description: GABNa 20%: Aqueous solution of glutaraldehyde bis (sodium hydrogen sulfite) at 20% concentration
실시예 4 및 비교 실시예 C3Example 4 and Comparative Example C3
개질된 폴리비닐 알콜 과립 형태의 예비 혼합물의 제조Preparation of Premixes in the Form of Modified Polyvinyl Alcohol Granules
가열/냉각 쟈킷(35ℓ의 용적)을 장착한 통상의 시판용 강제식 혼합기 속에 가수분해도가 88mol%이고 20℃에서 4% 농도의 수용액인 경우의 점도가 18mPaㆍs인 부분적으로 가수분해된 폴리비닐 알콜 6kg을 충전시킨다. 쟈킷 냉각하에 먼저 혼합물을 1200rpm의 속도로 교반한다. 이때 온도가 약간 상승한다. 온도가 40℃에 이르는 경우 물 960g 중의 글루타르알데하이드 240g의 용액을 45분동안 가한다. 온도가 최대 49℃로 상승한다. 이어서 600rpm의 속도로 교반하여 혼합물의 온도를 40℃로 냉각시킨다. 이어서, 생성물을 수거하여 120℃에서 6시간동안 99.6%의 고체 함량으로 건조시킨다. 현미경 화상 분석은 미분의 2차 성분이 유리된 균일한 과립이 존재함을 나타낸다.Partially hydrolyzed polyvinyl alcohol with a hydrolysis degree of 88 mol% and a viscosity of 18 mPa · s at 20 ° C in an aqueous solution of 4% concentration in a conventional commercial forced mixer equipped with a heating / cooling jacket (volume of 35 L). Charge 6 kg. Under jacket cooling the mixture is first stirred at a speed of 1200 rpm. The temperature rises slightly. When the temperature reaches 40 ° C. a solution of 240 g of glutaraldehyde in 960 g of water is added for 45 minutes. The temperature rises up to 49 ° C. It is then stirred at a rate of 600 rpm to cool the mixture to 40 ° C. The product is then collected and dried at 120 ° C. for 6 hours to a solids content of 99.6%. Microscopic image analysis indicates the presence of uniform granules free of the secondary component of the derivative.
비교 실시예 C3Comparative Example C3
물을 가하지 않고 동일한 폴리비닐 알콜을 글루타르알데하이드 비스(나트륨 하이드로겐 설파이트)와 혼합한다. 현미경 화상 분석을 통해 폴리비닐 알콜뿐만 아니라 무정형 미분 성분을 포함하는 균일 혼합물임이 밝혀졌다.The same polyvinyl alcohol is mixed with glutaraldehyde bis (sodium hydrogen sulfite) without adding water. Microscopic image analysis revealed that it was a homogeneous mixture containing not only polyvinyl alcohol but also amorphous fine powder components.
실시예 4 및 비교 실시예 3의 생성물은 하기 조건하에서 보관된다.The products of Example 4 and Comparative Example 3 are stored under the following conditions.
각각의 기후 조건하에서 보관한 다음 육안 외양 및 10% 농도의 수용액 제조능에 대해 평가한다(90℃). 이의 결과가 하기 표 3에 요약되어 있다.Stored under each climatic condition and then assessed for visual appearance and manufacturability of aqueous solution at 10% concentration (90 ° C.). The results are summarized in Table 3 below.
수용액 형태의 신규한 폴리비닐 알콜 조성물은 종이 적층물 또는 나선형 또는 평행한 슬리브를 생성하기 위한 목재, 종이 또는 카드와 같은 셀룰로즈계 기판용 접착제를, 특히 목재 및 종이에 대한 방수성 접착제로서 제조하기에 적당하다. 당해 수용액으로부터, 단독으로 또는 복합 필름 중의 적층물의 한 성분으로서 장벽 특성이 탁월한 방수성 포장재로서 적당하거나 건축 재료에 대한 피복재로서의 용도에 적당하고 배터리 멤브레인 또는 수성/유기 혼합물의 분리를 위한 압력 투과 분리 멤브레인을 제조하기 위한 캐스트 필름을 제조할 수 있다. 상기 사용 분야 외에 직물 또는 유리 섬유용 사이즈, 방수성 섬유를 제조하기 위한 특히 건축 재료의 보강을 위한 부직포 화합물용 결합제 및 수증기 투과성 생리대 층으로서 사용된다.The novel polyvinyl alcohol compositions in the form of aqueous solutions are suitable for producing adhesives for wood-based substrates, such as wood, paper or cards, to produce paper laminates or spiral or parallel sleeves, in particular as waterproof adhesives for wood and paper. Do. From this aqueous solution, either alone or as a component of a laminate in a composite film, suitable as a waterproof packaging material with excellent barrier properties or suitable for use as a coating material for building materials, a pressure permeable separation membrane for separation of a battery membrane or an aqueous / organic mixture is prepared. The cast film for manufacturing can be manufactured. In addition to the above fields of use, it is used as a size for fabrics or glass fibers, binders for nonwoven compounds for producing reinforcing fibers, in particular for reinforcement of building materials, and as water vapor permeable sanitary napkin layers.
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